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Redis事务提供一种将多个命令打包#xff0c;然后一次性、按顺序地执行的机制#xff0c;在事务执行的期间不会主动中断#xff0c;服务器在执行完事务中的所有命令之后#xff0c;才会继续处理其他客户端的其他命令。
三个重要的保证#xff1a;
批量操作在发送E…概述
Redis事务提供一种将多个命令打包然后一次性、按顺序地执行的机制在事务执行的期间不会主动中断服务器在执行完事务中的所有命令之后才会继续处理其他客户端的其他命令。
三个重要的保证
批量操作在发送EXEC命令前被放入队列缓存收到EXEC命令后进入事务执行事务中任意命令执行失败其余的命令依然被执行在事务执行过程其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中
Redis中的事务是一组命令的集合事务也是Redis最小的执行单位一个事务中的命令要么都执行要么都不执行。
Redis事务由5个命令来实现
MULTI标记一个事务块的开始。开启Redis事务置客户端为事务态EXEC提交事务执行从MULTI到此命令前的命令队列置客户端为非事务态DISCARD取消事务置客户端为非事务态WATCH监视键值对作用时如果事务提交EXEC时发现监视的监视对发生变化事务将被取消UNWATCH取消WATCH命令对所有Key的监视
事务从开始到执行会经历以下三个阶段
开始事务命令入队执行事务
MULTI标记事务的开始将客户端状态的flags属性的REDIS_MULTI选项打开让客户端从非事务状态切换到事务状态。
命令入队
Redis客户端处理非事务状态时命令会立即被服务端执行。但是事务状态下如果客户端发送的命令是上面四个命令其一则服务器立即执行除此之外服务器并不立即执行命令而是将命令放入事务队列里面向客户端返回QUEUED回复。
WATCH
Redis使用WATCH命令监视给定的Key当EXEC时如果监视的Key从调用WATCH后发生过变化则整个事务会失败。也可以调用WATCH多次监视多个Key这样就可以对指定的Key加乐观锁。注意WATCH的Key是对整个连接有效的事务也一样。如果连接断开监视和事务都会被自动清除。当然EXECDISCARDUNWATCH命令都会清除连接中的所有监视。
实战
本文使用的Redis版本为Windows下7.4.0版本。
empty array
执行MULTI命令后没有其他命令直接输入EXEC命令不报错
127.0.0.1:6379 multi
OK
127.0.0.1:6379(TX) exec
(empty array)WATCH
可用于实现类似于乐观锁效果即CAScompare and set。
WATCH用于监视Key是否被改动过支持同时监视多个Key只要还没真正触发事务WATCH都会尽职尽责的监视。当多个线程更新同一个Key值时会跟原值做比较一旦发现它被修改过则拒绝执行命令执行EXEC时就会返回nil表示事务无法触发。
双击redis-cli.exe打开一个命令行窗口依次执行如下命令
127.0.0.1:6379 watch age
OK
127.0.0.1:6379 multi
OK
127.0.0.1:6379(TX) set age 31
QUEUED双击redis-cli.exe打开另一个命令行窗口执行如下命令
127.0.0.1:6379 set age 32
OK回到第一个窗口客户端提交EXEC命令
127.0.0.1:6379(TX) exec
(nil)命令返回(nil)表示事务无法触发。因为另外一个客户端通过set命令更新过Key。
哪怕是值不变有过set key动作就会更新更新时间戳字段猜测和MVCC机制比较类似Redis源码待调研。
客户端一执行
127.0.0.1:6379 set age 11
OK
127.0.0.1:6379 watch age
OK
127.0.0.1:6379 multi
OK
127.0.0.1:6379(TX) set age 12
QUEUED客户端二执行
127.0.0.1:6379 get age
11 # 在客户端一执行set后可get获取
127.0.0.1:6379 set age 11
OK # 在客户端一执行watch后尝试set更新到相同的年龄客户端一执行
127.0.0.1:6379(TX) exec
(nil)执行结果也是(nil)。
事务错误
两类错误
调用EXEC之前的错误调用EXEC之后的错误
EXEC执行前出错如语法有误内存不足导致。只要出现某个命令无法成功写入缓冲队列的情况Redis都会进行记录在客户端调用EXEC时Redis会拒绝执行这一事务。
127.0.0.1:6379 multi
OK
127.0.0.1:6379(TX) he
(error) ERR unknown command he, with args beginning with:
127.0.0.1:6379(TX) set he he
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX) exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.EXEC执行后出错Redis不会理睬这些错误而是继续向下执行事务中的其他命令。对于应用层面的错误并不是Redis需要考虑和处理的问题所以事务中如果某一条命令执行失败并不会影响接下来的其他命令的执行。
127.0.0.1:6379 multi
OK
127.0.0.1:6379(TX) set age 34
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX) sadd age 35
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX) set age 35
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX) exec
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
3) OK
(0.53s)
127.0.0.1:6379 get age
35这里可以得出一个很重要的结论在执行事务时某个命令执行失败并不会影响其他命令的执行即Redis 的事务并不会回滚。
Lua集成
Lua脚本集成参考Redis系列之Lua脚本整合。
ACID
传统事务四个核心特性即ACID。为了保持简单Redis事务保证其中的一致性和隔离性不满足原子性和持久性
原子性
在执行事务命令时在命令入队时Redis检测事务里的命令是否正确即是否有语法错误如果不正确则会产生错误。事务里的命令是批量提交执行的也就是命令还没执行当然也就不存在回滚一说
当命令格式正确而因为操作数据结构引起的错误则该命令执行时才会出现错误而其之前和之后的命令都会被正常执行。
参考You Don’t Need Transaction Rollbacks in Redis以及Redis Transactions Redis does not support rollbacks of transactions since supporting rollbacks would have a significant impact on the simplicity and performance of Redis. 翻译支持回滚会对 Redis 的简单性和性能产生重大影响。
一致性
一致性指的就是事务执行前后的数据符合数据库的定义和要求。
Redis符合要求不论是发生语法错误还是运行时错误错误的命令均不会被执行。
隔离性
多个事务并发执行各个事务之间不会互相影响。原因Redis事务不会中断且是单线程执行事务。
持久性
对于事务的执行来说如果Redis开启AOF持久化那么一旦事务被成功执行事务中的命令就会通过write命令一次性写到磁盘中去如果在向磁盘中写的过程中恰好出现断电、硬件故障等问题可能出现只有部分命令进行AOF持久化这时AOF文件就会出现不完整的情况这时可使用redis-check-aof工具将AOF文件中不完整的信息移除确保AOF文件完整可用。
原理
Redis中每个客户端都有记录当前客户端的事务状态multiState客户端client定义在server.h源码里
typedef struct client {uint64_t id; // 客户端唯一idmultiState mstate; // MULTI和EXEC状态(即事务状态)// 省略其他属性
} client;multiState定义如下
typedef struct multiState {multiCmd *commands; // 存储命令的FIFO队列int count; // 命令总数// 省略其他属性
} multiState;multiCmd是一个队列用来接收并存储开启事务之后发送的命令定义如下
typedef struct multiCmd {robj **argv; // 用来存储参数的数组int argv_len; // 数组长度int argc; // 参数的数量struct redisCommand *cmd; // 命令指针
} multiCmd;类结构图
拓展
Redis事务在真实业务场景中的应用
批量操作如果你需要对多个键进行原子性修改Redis事务可以确保这些操作在没有被中断的情况下执行。例如批量更新用户积分、库存等乐观锁场景在高并发环境下使用WATCH可以监控某些关键键的变化防止并发修改带来的数据不一致问题复杂多键操作在需要对多个键进行依赖性操作时比如从一个账户扣款同时向另一个账户转账Redis事务可以确保这类操作的完整性。
局限性
缺乏回滚机制如果事务中的某个命令执行失败Redis不会回滚已经执行的命令这在某些需要严格数据一致性的场景中是个问题命令执行顺序无法调整事务中的命令执行顺序是固定的无法在运行时调整如果某些条件改变无法动态改变执行顺序性能开销由于事务的执行需要在内存中排队如果队列中的命令较多可能导致阻塞和性能问题。
参考
Redis事务Redis事务
